El alojamiento del maíz es un factor importante que limita el rendimiento del grano de maíz. Se sabe que la fertilización con potasio (K) reduce el alojamiento, pero el impacto potencial del retorno de paja en la resistencia al alojamiento sigue siendo incierto. Se llevó a cabo un experimento de campo de dos años con cinco niveles de K (0, 30, 60, 90 y 120 kg ha) bajo retorno de paja (S1) y sin retorno de paja (S0). Se midieron el rendimiento de maíz, el índice de resistencia al alojamiento del tallo (SLRI), la resistencia a la compresión (CS), las características morfológicas y fisicoquímicas del tallo, y los niveles de nutrientes en el suelo. En comparación con S0, la aplicación aumentada de K con S1 mejoró significativamente el SLRI (16.0%) y la CS (19.8%) a lo largo de dos años, lo que se debió a la mejora de las características morfológicas (peso seco del internodo, longitud y robustez) y fisiológicas (azúcar soluble, celulosa, lignina, fenilalanina amoníaco-liasa (PAL), tirosina amoníaco-liasa (TAL) y alcohol cinámico deshidrogenasa (CAD)), especialmente en el tercer internodo. El SLRI y la CS más altos de cada internodo de los dos tratamientos de paja se obtuvieron en K120, mientras que no se observó una diferencia significativa entre K90 y K120 para estos indicadores bajo el mismo tratamiento de paja. El rendimiento del grano y el contenido de K disponible en el suelo de S1 fueron superiores en un promedio del 5.0% y 18.0% en comparación con S0, respectivamente. En comparación con K0, K120 aumentó el rendimiento y el contenido de K disponible en el suelo en un 17.3% y un 18.8%, pero no hubo diferencia significativa con K90. Como resultado, S0 y S1 lograron un equilibrio de K en el suelo cuando la tasa de excedente estaba cerca de cero con una entrada de K de 90 kg ha. El análisis de ajuste indicó que, en comparación con S0, la tasa de aplicación de K de S1 se redujo en un promedio del 11.8% mientras se mantenía una tasa de excedente de K de 0, lo que significa que S1 podría mejorar el ciclo de potasio en el suelo y la capacidad de suministro, pero también reducir la entrada de fertilizantes. En conclusión, el retorno de paja combinado con fertilizante de K (por ejemplo, 90 kg ha) es una estrategia efectiva para mejorar la resistencia al alojamiento y mantener el rendimiento del maíz al mejorar las características morfológicas y fisicoquímicas del tallo.